土木工程實踐教學體系研究

薛志成　李長鳳　杜文學　楊磊　裴強

摘要：土木工程專業是實踐性較強的專業，為適應特色應用型本科高校土木工程專業“3+1”人才培養模式的需要，運用系統論的基本原理，基于整體性、連續性和可持續性等原則構建了土木工程專業實踐教學體系，分析了實踐教學體系構建和實施中注意的問題，研究成果對土木工專業應用型和復合型人才培養具有重要意義。

關鍵詞：土木工程專業；實踐教學；人才培養；教學質量

中圖分類號：TU-4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）05-0125-05

土木工程專業是實踐性較強的專業之一。隨著中國土木建筑行業的發展和社會對土木工程人才的需求，高校土木工程本科人才培養目標的定位趨向于培養工程實踐能力強，且具有創業、創新精神的應用型、復合型高級技術人才。實踐教學是學生深入工程實踐場所，有組織、有計劃地進行實踐訓練，是學生對所學理論知識鞏固和深化的過程，也是培養和提高學生工程實踐能力的有力手段；同時，實踐教學是高等工程教育的基礎，在應用型、復合型人才培養中占據重要地位。土木工程專業學生工程實踐能力培養水平的高低是其人才培養目標能否實現的關鍵所在。目前，大部分高校土木工程專業實踐教學體系都存在缺乏系統性、連續性、可持續性及綜合性的問題，且存在著實踐教學與理論教學脫節、實踐教學開展與社會需求不適應、實踐教學環節單一等問題。為此，結合高校本科辦學特色和土木工程專業教育教學規律，進行土木工程專業實踐教學體系構建的研究和實踐具有重要意義。

一、系統論的原理和方法

系統論的基本原理是：任何研究對象都是由若干個相互聯系、相互作用的要素構成，且是具有特定功能和特定規律的整體。運用系統論研究問題，就是根據系統論的基本原理，在整體上、聯系上和功能上等多方面分析作為系統的研究對象，總結其整體與部分、部分與部分之間內在關系，從而達到最優化、系統地解決問題[1-2]。

土木工程專業實踐教學體系作為一個系統，是由若干個子系統組成，子系統一般包括實驗、實習、課程（畢業）設計、社會實踐和科技活動等實踐教學環節，而每個實踐環節又由若干個具體的實踐活動組成，即由次一級的子系統組成；而實踐教學的目標、教學內容、教學條件、教學管理和評價等直接影響到實踐教學的質量。因此，在系統論視域下構建土木工程實踐教學體系，既實現對實踐教學目標、教學內容、教學條件、教學管理和評價等的合理建構，又實現對實驗、實習等實踐環節的整體優化，使各類實踐教學的開展成為一個有機的整體，有利于實踐教學功能的良好發揮。

二、實踐教學體系構建的指導思想和原則

實踐教學作為高等工程教育的重要組成部分，是在理論教學的基礎上培養學生工程實踐能力、創業、創新意識和綜合素質，以達到縮短畢業后適應期的重要教學環節。根據黑龍江科技大學辦學特色和辦學理念，以及土木建筑行業對人才培養規格的基本要求和土木工程專業人才培養的特點， 確定出適合“3+1”應用型人才培養的土木工程實踐教學體系構建的指導思想和基本原則為：遵循科學性、整體性、實踐性和連續性原則，以學校辦學的 “三大”教育理念（即大工程、大德育與大實踐）[3]、土木工程專業學生的教育教學規律以及系統論指導，充分發揮校校協作和校企合作的載體作用，依據學生能力和素質形成及發展的基本規律進行系統的設計，實現實踐教學體系的整體性優化。同時，土木工程專業實踐教學體系構建與實施要立足于信息技術、計算仿真技術等現代技術和平臺，開展課內與課外、校內與校外、現實與虛擬等融為一體的運行模式。

三、實踐教學體系的構建

土木工程實踐教學體系（系統）是由構成實踐教學活動的各個分體系（子系統）構成的有機聯系整體。從廣義上講，若干個子系統包括：實踐教學的目標體系、內容體系、條件體系、管理體系和評價體系等，實踐教學體系結構如圖1所示。從狹義上講，實踐教學體系即指實踐教學內容體系。

實踐教學目標體系與內容體系必須以社會和行業對土木工程人才的需求為根本。根據土木工程專業“3+1”人才培養方案中培養目標和業務能力的基本要求，結合土木工程學科的特點和高校的辦學實際，確定出以提高學生工程實踐能力和畢業后適應期短為主線的實踐教學目標體系，主要包括實踐教學知識目標、實踐教學能力目標和實踐教學素質目標。實踐教學知識目標在于培養學生了解土木建筑行業、專業及學科的發展動態及趨勢，掌握從事土木工程結構設計、施工管理和咨詢等技術工作所必須的業務知識；實踐教學能力目標在于培養學生分析和解決土木工程技術和管理問題的能力，以及具有從事工程結構設計、施工管理和咨詢等基本技能；實踐教學素質目標在于培養學生具備正確的人生觀、世界觀和職業觀，以及愛崗敬業、務實創新和團結協作的工作品質。

實踐教學內容體系是土木工程實踐教學體系的核心，一般包括以下幾個分體系：實驗教學體系、實習教學體系、課程（畢業）設計教學體系、勞動軍體課教學體系、社會實踐體系、科技活動體系等，土木工程專業實踐教學內容體系結構圖如圖2所示。實驗教學體系分為基礎課實驗體系和專業課實驗體系。基礎課實驗體系涵蓋了工科學生必修基礎實驗課程；專業課實驗體系由土力學性能實驗、材料性能實驗及結構構件力學性能實驗組成。實習教學體系構建成從認識實習、測量實習到生產實習，再到畢業實習和畢業設計的一體化實踐體系。課程設計體系是在房屋建筑學課程設計的基礎上，基于系統論整體性構建了涵蓋上部結構（水平承重體系和豎向承重體系）和下部結構承重體系的一體化課程設計體系。

實踐教學條件體系是保證實踐教學的基本保障之一，涉及硬件條件和軟件條件。硬件條件包括校內實踐基地（含實驗室）和校外實踐基地及其相關的試驗儀器與設備；軟件條件主要包括指導實踐教學的師資隊伍、專業圖書資料、實踐教學課件、實踐教學軟件及實踐教學影像資料等。

實踐教學管理體系非常復雜，涉及學校、學院、系和教研室等多個層面上的管理，還涉及到學生自身和校內外指導教師層面上的管理。實踐教學管理體系還包含健全的管理制度，如組織管理制度、安全管理制度、監督檢查制度、質量評價制度、教師實踐培訓和頂崗鍛煉制度等。

實踐教學評價體系是保證實踐教學質量提高的關鍵，主要包括各實踐教學環節教學質量評價指標體系、評價原則、評價機制、整改制度等。

四、 實踐教學體系構建和實施中的幾個問題

構建實踐教學體系是提高應用型本科高校人才培養質量的關鍵，而其實施的途徑、方法和手段的創新，更是影響人才培養質量和培養水平提升的主要因素。實踐教學體系構建和實施要注意以下幾方面問題。

（一）明確實踐教學體系中各級分體系構建的原則

堅持科學性、實踐性、整體性和連續性原則構建各級分體系。其中，科學性是指各級分體系（系統）構建必須符合土木工程專業的教育教學規律，適應當前新形勢下學生成長成才的發展規律。實踐性具有兩個層面的含義，一是指各級分體系（系統）構建的相關實踐環節要緊密結合應用型本科人才培養的實際，易于實現；二是實踐教學內容體系中的各分體系（子系統），如實驗教學體系、實習教學體系、課程設計體系等，必須緊密結合土木工程的實際，充分適應土木建筑行業實踐性強的特點。整體性是指按照“大實踐”教育理念和系統論基本原理，在宏觀上，從實踐教學的目標、內容、條件、管理和評價5個層面建立“五位一體”的實踐教學體系；在微觀上，從實驗、實習、課程（畢業）設計、勞動軍體課、社會實踐和科技活動6個層面上建立“六位一體”的實踐教學內容分體系。基于“大工程”教育理念構建由基礎實驗體系和專業實驗體系組成的實驗教學分體系。在基礎課實驗體系中設置的5個實驗環節旨在培養學生具備工程師的基本實踐技能，為學生開展創新性實驗奠定了堅實的基礎；而在專業性實驗體系中，由于材料性能實驗和構件性能實驗相互關聯，對兩類實驗的內容進行優化和整合，主要以開設綜合性設計性實驗為主。學生通過開展系統性的實驗鍛煉，既鞏固了所學的基本理論知識，又培養了動手能力、分析問題和解決問題的能力及創新意識。對應實驗教學的指導性文件（如實驗教材、實驗指導書等）應突出實驗教學的綜合性和設計性[4]。課程設計體系以一幢多層框架結構建筑物（帶多層砌體結構附屬用房）的完整性結構設計為主線，分階段設置上部結構和下部結構的設計，即依次完成鋼屋蓋結構、混凝土樓蓋結構、多層砌體結構、混凝土框架結構和基礎工程5個課程設計，構建“五位一體”的課程設計教學分體系，取消了混凝土排架結構課程設計，增加了多層砌體結構和混凝土框架結構2個課程設計，突出了課程設計體系的整體性、實踐性和連續性；分階段進行各項課程設計，要保持各項設計中相關設計計算成果的連續性[4-6]。

（二）加大引導和動員，深化全員重視實踐教學體系

在應用型人才全過程培養的進程中，全員、全方位、高質量開展實踐教學體系中的各教學環節，是提高人才培養質量的重中之重。實踐教學中全員育人和管理，首先是學生的自我管理和自我實現，其次是從學校、學院、系等多個不同管理層次上深化管理，加強組織和動員，深入落實實踐教學導師制，實現實踐教學全過程精細化管理。為此，從學生入學教育開始，引導學生重視實踐教學，特別是每一次進行實踐教學分體系之前，都要組織學生和指導教師開動員會，同時推進導師責任制的落實。

（三）加大經費投入，推進實踐教學的條件建設

經費投入是各項改革和建設的基本保證。經費投入主要在于兩個方面：一是加大校校協作和校企合作，從多方位籌措經費，加強對校內實踐基地（含實驗室）和校外實踐基地的建設；深入開展校企合作，協同共建實踐基地，實現企業員工可以在基地內進行技術培訓，而學校學生可以在基地內進行實踐鍛煉，達到校企共贏目標。通過持續建設，使實踐基地內的硬件和軟件條件滿足學生進行基礎實驗、綜合性設計性實驗、創新實驗、科技活動、實習等開展的需求。二是加大校內外實踐教學指導教師隊伍建設，設置隊伍建設專項經費，使校內指導教師通過頂崗鍛煉、專項實踐培訓等，提高自身工程實踐能力和實踐教學的指導能力；同時，對校外指導教師建立指導業績考核評優、發放指導津貼等考核評價和激勵機制，提升校外指導教師積極性，提高實踐教學的指導質量。

（四）充分利用社會資源，保證人才培養與社會需求無縫對接

在校校協同共建實踐基地和推進校內外導師隊伍建設的基礎上，聘請土木建筑行業設計、施工、咨詢和管理等單位的高層次管理和技術人才組成實踐教學校外專家指導委員會，指導各實踐教學環節的目標定位，實踐內容優化和教學模式改革等工作，使實踐教學各環節的開展緊密結合工程實際和行業所需。

實踐教學評價是推進教學質量提高的有效手段，既要開展校內多層次教學評價，又要借助于校外實踐基地的資源開展校外評價，同時組織學生就業單位對畢業生的工程實踐能力進行評價，通過校內評價和校外評價，分析實踐教學體系實施過程中存在的問題以及人才培養與社會需求的符合度。

同時，加強多角度融資渠道的拓展，從特色應用型本科多層次人才培養需求出發，通過立項獲取建設經費支持，開展省部級實驗示范中心、特色人才培養基地等建設，推進校內實踐教學條件上層次[7]。廣泛爭取校友和相關企業在辦學經費上的支持，設立實踐教學專項獎學金，深入開展各實踐教學環節（如結構設計競賽、科技活動等），激發學生的積極性和創造性。

五、結語

土木工程實踐教學體系的構建和實踐，推進了各項實踐教學環節的系統性開展，提高了學生工程實踐能力和增強了學生創業、創新意識，縮短了學生畢業后的適應期，畢業生得到了社會上用人單位的認可。研究成果對同類院校應用型人才培養中實踐教學的開展具有指導意義。

參考文獻：

[1] 冀宏，沈宗根，韓曜平，等. 基于系統論的生物學實踐教學體系研究與實踐[J]. 實驗室研究與探索2011，30（6）：339-342.

[2] 江樹勇，任正義，趙立紅.基于系統論的工程實踐教學體系設計研究[J]. 高教論壇 ，2008（3）：81-83.

[3] 趙國剛.“三大”教育理念與工程人才培養體系[J]. 高等工程教育研究，2009（3）：48-51.

[4] 薛志成，徐曉紅. 土木工程結構設計類課程體系優化設置及建設的研究[J]. 高等建筑教育，2009，10（7）：97-101.

[5] 薛志成，裴強，李長鳳，等. 基于整體性的土木工程專業結構類課程設計教學改革研究 [J].大連大學學報，2015，36（5）；128-131.

[6] 李長鳳. 基于工程能力培養的土木工程專業課程設計一體化改革研究與實踐[J]. 高等建筑教育，2014，23（ 3）：110-113.

[7] 李鵬飛. 加強工程實踐教育中心建設，培養卓越工程人才[J]. 大學教育，2013，（8）：90-92.